Matlab 离散小波变换函数 dwt2() 原理介绍与实验

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Matlab 离散小波变换函数 dwt2() 原理介绍与实验。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。


离散小波变换(DWT)的原理介绍和说明请参考文章: 【DWT笔记】傅里叶变换与小波变换 这篇文章写的通俗易懂,小白也能看懂。

一、小波变换的原理

1.1 小波变换简介

离散小波变换(DWT)的原理介绍和说明请参考文章:【DWT笔记】傅里叶变换与小波变换 这篇文章写的通俗易懂,小白也能看懂。简单从上面的参考文章中提取关键信息:

1、图像信号的低频部分(低通带)表示图像的基本信息(平滑信息),而高频部分(高通带)表示图像的细节信息。

2、图像中的高频部分一般持续的时间是比较短的,一般是以短时突变或者尖峰的形式出现,如图像的边缘信息和一些噪点信息。而低频信息在大部分地方存在,反应在一些背景或内容信息。这样我们在分析信号的低频部分的时候,只需要较大的频率分辨率和较小的时域分辨率就能够很好的体现低频的信息,而在高频部分,就需要较大的时间分辨率和较小的频率分辨率就能够很好的体现高频的信息。

3、在离散小波变换中,滤波器将在不同的尺度条件下截断信号的某些频率成分:信号通过不同的高通滤波器得到一系列的信号高频成分,通过不同的低通滤波器得到一系列的低频成分,这样便能分析信号的不同频率成分。

1.2 CWT和DWT的原理

小波变换利用一个具有快速衰减性和震荡性的函数作为母函数,通过尺度因子a(也称为伸缩因子)和平移因子t对母函数进行伸缩和平移得到一个函数族(称为小波基函数)。尺度因子和平移因子是小波基最重要的两个参数,也代表了小波变换的基本思想。

在一定条件下,任意能量有限的信号可以按照其函数族进行时–频分解,基函数在时–频相平面上具有可变的时间–频率窗口,可以适应不同分辨率的需求。

连续小波变换(CWT)是通过不断改变窗口的尺度计算完成的:在时域移动窗口函数,然后与信号做卷积运算。

在离散小波变换(DWT)中,滤波器将在不同的尺度条件下截断信号的某些频率成分:信号通过不同的高通和低通滤波器得到一系列的高频和低频成分,这样便可以分析不同的频率成分。

二、傅里叶变换与DWT的比较

基本的傅里叶变换不存在分辨率的问题,因为傅里叶变换在时域里面频域的分辨率为0,同样在频域里面,时域的分辨率也为0,所以说,傅里叶变换其实没有分辨率。

短时傅里叶变换是通过加窗的方式对时域不同时间段的信号进行分析,但是由于窗长是固定的,所以,分辨率是固定的,并且根据窗长的选择在时域和频域的分辨率上是一个矛盾。

小波变换可以根据尺度的变换和偏移在不同的频段上给出不同的分辨率,这在实际中是非常有用的。

三、Matlab实现图像的二维小波变换

3.1 dwt2()函数介绍

参考博客:小波学习笔记(图像的分解与重构)——MATLAB

Matlab实现二维小波变换的函数为:

[CA,CH,CV,CD] = dwt2(X,'wname')

其中X为输入的图像,'wname’是小波名字。如常用的 ‘wname’='db1’小波滤波器,db1表示小波的消失矩为1,小波滤波器的长度为2*1=2。

输出变量为:

CA:图像的低频信息,刻画原始图像的逼近信息。
CH:图像水平方向的高频信息,刻画原始图像的横向细节。
CV:图像竖直方向的高频信息,刻画原始图像的垂直细节。
CD:图像在对角线方向的高频信息,刻画原始图像的对角线上的细节。

DWT中的采样间隔需要满足Nyquist定理,一般默认采用二倍隔点采用,因此经过DWT的图像的长和宽均变为原来的 1/2

图像小波分解示意图(三层) :

Matlab 离散小波变换函数 dwt2() 原理介绍与实验

Matlab 离散小波变换函数 dwt2() 原理介绍与实验

3.2 dwt2()的使用

3.2.1 输入和输出图像

输入图像(521*521):

Matlab 离散小波变换函数 dwt2() 原理介绍与实验
低频 CA(261*261):

Matlab 离散小波变换函数 dwt2() 原理介绍与实验
水平方向的高频 CH(261*261):

Matlab 离散小波变换函数 dwt2() 原理介绍与实验
垂直方向的高频 CV(261*261):

Matlab 离散小波变换函数 dwt2() 原理介绍与实验
垂直方向的高频 CD(261*261):

Matlab 离散小波变换函数 dwt2() 原理介绍与实验

3.2.2 Matlab代码
clear all;
close all;
clc;

imagePath='source_images\3.jpg';
image_color=imread(imagePath);  
image_gray=rgb2gray(image_color);
image_double=double(image_gray);

[CA,CH,CV,CD]=dwt2(image_double,'db1'); 
imwrite(uint8(CA),'Results/CA.jpg');
imwrite(uint8(CH),'Results/CH.jpg');
imwrite(uint8(CV),'Results/CV.jpg');
imwrite(uint8(CD),'Results/CD.jpg');
3.2.3 实验总结

输入的图像经过DWT分解为4个尺寸变为原图1/4的图像,其中包含一个低频图像,3个高频图像。根据这2张图像可以做后续的处理。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-442623.html

到了这里,关于Matlab 离散小波变换函数 dwt2() 原理介绍与实验的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 【语音隐写】基于matlab小波变换结合奇异值分解DWT-SVD音频数字水印嵌入提取(含PSNR NC)【含Matlab源码 3889期】

    ✅博主简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,修心和技术同步精进,Matlab项目合作可私信。 🍎个人主页:海神之光 🏆代码获取方式: 海神之光Matlab王者学习之路—代码获取方式 ⛳️座右铭:行百里者,半于九十。 更多Matlab仿真内容点击👇 Matlab图像处理(进阶版) 路径规划

    2024年02月21日
    浏览(44)
  • 【红外与可见光图像融合】离散平稳小波变换域中基于离散余弦变换和局部空间频率的红外与视觉图像融合方法(Matlab代码实现)

     💥💥💞💞 欢迎来到本博客 ❤️❤️💥💥 🏆博主优势: 🌞🌞🌞 博客内容尽量做到思维缜密,逻辑清晰,为了方便读者。 ⛳️ 座右铭: 行百里者,半于九十。 📋📋📋 本文目录如下: 🎁🎁🎁 目录 💥1 概述 📚2 运行结果 🎉3 参考文献 🌈4 Matlab代码及文献 基于

    2024年02月07日
    浏览(44)
  • 基于DWT小波变换的数字图像水印算法(Python程序+软件)

    目录 1、基本原理 1.1 小波变换的基本原理 1.2 图像置乱技术 2、水印的嵌入与提取具体实施步骤 2.1  水印嵌入算法 2.2 水印攻击算法 2.3 水印提取算法 3、算法性能评估 3.1  鲁棒性测试 3.2 不可见性测试        本文实现的DWT水印嵌入及提取算法主要包含三部分程序:水印的嵌

    2024年02月05日
    浏览(78)
  • 基于小波变换的同步压缩变换原理和Matlab代码

    作为处理非平稳信号的有力工具,时频分析在时域和频域联合表征信号,是时间和频率的二元函数。传统的时频分析工具主要分为线性方法和二次方法。线性方法受到海森堡测不准原理的制约,二次方法存在交叉项的干扰。 为了提升时频聚集性,逼近理想的时频表示,时频重

    2024年02月16日
    浏览(39)
  • Matlab实现小波变换

    文章和代码以及样例图片等相关资源,已经归档至【Github仓库:digital-image-processing-matlab】或者公众号【AIShareLab】回复 数字图像处理 也可获取。 Haar、尺度和小波函数; 比较函数wavefast 和函数wavedec2 的执行时间; 小波的方向性和边缘检测。 Haar、尺度和小波函数 使用haar 滤波

    2024年02月07日
    浏览(44)
  • 9-1小波变换 小波分解和重构(matlab程序)

    1. 简述        一、小波处理信号的一般过程 1)取样:这是一个预处理步骤。若信号连续,那么必须以能够捕获原信号必要细节的速率取样。不同的应用决定了不同的取样率。如:原信号的细节频率为20kHz,由Nyquist采样定理,此时的取样率至少应为细节频率的两倍,即40kH

    2024年02月11日
    浏览(41)
  • Matlab小波变换-音频去噪

    小波变换-音频去噪 使用小波变换进行音频去噪,实验环境:Matlab 推荐课程:数字信号处理(北京交通大学 陈后金) 第八章内容 B站链接:https://www.bilibili.com/video/BV1at411Q75D?p=101 (慕课上也有) 一、原音频加噪 二、sym8小波去噪 也不一定非选这个sym8,也可以选其他的小波,matl

    2024年02月11日
    浏览(76)
  • 小波变换中的多贝西小波(DB小波函数)概述

    内容均来源于维基百科对db小波函数的介绍 多贝西小波 (英语:Daubechies Wavelet),是以比利时女性物理暨数学家英格丽·多贝西(Ingrid Daubechies)的名字命名之一种小波函数,当初英格丽·多贝西发现了一种具有阶层(hierarchy)性质的小波,便将此小波以她的名字命名。多贝西

    2023年04月08日
    浏览(36)
  • 【机器学习-17】数据变换---小波变换特征提取及应用案列介绍

    引言   在机器学习领域,数据变换是一种常见且重要的预处理步骤。通过对原始数据进行变换,我们可以提取出更有意义的特征,提高模型的性能。在众多数据变换方法中,小波变换是一种非常有效的方法,尤其适用于处理非平稳信号和时频分析。本文将详细介绍小波变换

    2024年04月28日
    浏览(55)
  • (数字图像处理MATLAB+Python)第四章图像正交变换-第四、五节:Radon变换和小波变换

    Radon变换 :是一种用于将图像从空间域转换到投影域的数学工具,其基本思想是将图像中每个点的灰度值投影到一组直线上,然后将这些投影合并在一起形成投影域。Radon变换可以用于多种图像处理任务,包括图像重建、特征提取、图像分割等 Radon变换原理 :给定一个函数

    2023年04月20日
    浏览(48)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包